Pentru multe vertebrate, lipsa oxigenului este o condamnare la moarte, chiar și pentru pești. Cu toate acestea, există un mic pește de apă dulce care supraviețuiește în mod regulat unor condiții care ar ucide aproape orice altă creatură.
Biologul evoluționist Scott Travers, scriind pentru Forbes, a descris crapul caras (Carassius carassius), un pește care poate supraviețui săptămâni și chiar luni fără oxigen.
Un studiu publicat în Journal of Experimental Biology a descoperit că crapul caras locuiește în iazuri și lacuri din Europa de Nord și Asia, multe dintre ele înghețând în timpul lunilor de iarnă. Până la mijlocul iernii, aceste ape devin complet lipsite de oxigen.
Mulți pești migrează din iazurile și lacurile din Europa de Nord și Asia în timpul iernii pentru a evita sufocarea. Cu toate acestea, carașii rămân acolo.
Studiul subliniază faptul că, pentru majoritatea animalelor, oxigenul servește ca acceptor final de electroni în respirația mitocondrială. Fără el, lanțul de transport al electronilor se oprește, producția de adenozin trifosfat (sursa universală de energie pentru toate celulele vii) încetează, iar celulele sunt forțate să treacă la glicoliză anaerobă. Acest proces produce foarte puțină energie și produce rapid subproduse toxice.
Travers a explicat că metabolismul anaerob prelungit la majoritatea vertebratelor duce la acumularea de acid lactic, acidoză tisulară, insuficiență organică și, în cele din urmă, moarte. Chiar și speciile considerate tolerante la hipoxie nu pot supraviețui mult timp fără oxigen.
Carasul, însă, nu permite acumularea lactatului în timpul metabolismului anaerob. În schimb, îl transformă în etanol.
Acest proces a fost descris pentru prima dată într-un studiu din 1980. Mai exact, oamenii de știință au descoperit că, atunci când oxigenul este epuizat, carasul redirecționează produsele finale ale glicolizei de la acumularea de lactat la sinteza etanolului folosind enzime mitocondriale modificate. La rândul său, peștele eliberează acest etanol prin branhii în apa din jur.
Biologul a remarcat că producția de etanol singură nu este suficientă pentru supraviețuire fără oxigen. Chiar și cu acest sistem complex de eliminare a deșeurilor, consumul de energie trebuie redus semnificativ.
Un alt studiu din 2021 a constatat că carasul suferă o depresie metabolică profundă în timpul anoxiei. În această perioadă, ritmul cardiac al peștelui încetinește, mișcarea este redusă și creșterea încetează. În această perioadă, metabolismul carasului poate scădea la mai puțin de 10% de nivelurile normale. Pentru a preveni activitatea excesivă, canalele ionice din neuroni sunt reglate. Sinteza proteinelor este, de asemenea, redusă la minimum, iar consumul de adenozin trifosfat este strict controlat.